CN113383229A - 流量计中漂移的检测和补偿系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量管道中混合流体流，尤其是湿气和干气烃类流体流的水体积分数(WVF)的系统，该系统包括用于测量所述流体混合物的介电常数的测量单元，和在以介电常数的绝对值和在预定时间段内所述流体混合物的介电常数的统计变化为基础的，用于计算和存储两种WVF的计算单元。该系统还包括一个分析单元，用于通过比较和分析计算的WVF的发展与所述时间段内介电常数的统计变化，来检测计算的WVF中的漂移，并且以检测到的漂移为基础来确定WVF的明显变化是否反映在介电常数统计变化的相应变化中，同时，以所述对比为基础，确定漂移是否是由WVF的实际变化引起。

Description

流量计中漂移的检测和补偿系统

技术领域

本发明涉及一种用于监测烃类流体流中水体积分数(WVF)的长期趋势的系统，主要是在一个烃相为主的流中，在连续地或在重复出现并可检测到的时间段内。

背景技术

许多湿气田的WVF值接近于0％，在地层水水窜前，通常在0.005-0.3％的范围内。在这种条件之下，介电常数测量是WVF主要的传感器原理，因为它对少量水非常敏感。对于基于介电常数传感器测量湿气流中WVF的常用方法是使用测量到的混合物介电常数的绝对值，以下简称混合物介电常数，并使用某种形式的混合方程式来求解混合物的水的分数，例如布鲁曼混合方程式2[Bruggeman，Annalen Der Physik 24(1935)636–664]。在美国专利2016/202231中讨论了另一个使用介电常数测量流体流量来计算流体中水含量的例子。

在气态和液体状态下，水和烃类的高介电常数差异使混合介电常数传感器成为检测和测量烃类流中水含量的首选：水的介电常数>70，取决于盐度和温度；油的介电常数通常为1.8-2.5，与油的密度密切相关；通常气体的介电常数为小于1.5，与气体密度和成分密切相关。在湿气流中，需要及其灵敏的介电常数测量技术来检测WVF的变化，其中WVF低至ppm级水平，例如微波谐振器。

混合介电常数完全由烃类介电常数决定，要将烃类中的介电常数从ppm级水平的水中分离出来，需要烃类介电常数的模型的精度极高。烃类介电常数的微小变化，例如压力变化，烃类成分变化，会导致混合介电常数的变化，所以一定要进行补偿才能计算出正确的WVF。

即使存在完美的烃类介电常数模型和混合方程式，显著的不确定性也与烃类本身成分，温度和压力测量，和其它可能影响混合介电常数测量有关的其它来源有关，例如形成水垢层和蜡层的堆积，或者由于侵蚀，腐蚀，和电子漂移对测量腔的长期改变。当混合绝对介电常数基于计算时，在较长时间内测量的WVF中，某种形式的漂移是不可避免的。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决方案，用于区分WVF的长期明显趋势是WVF的实际变化还是由各种形式的漂移引起的，例如对烃类介电常数的长期变化的不完全补偿，由侵蚀，腐蚀，水垢层，蜡层或由于其他种类层的堆积而形成的测量腔的变化，此外还具有自动补偿检测到的漂移的功能。

在包含水的烃类流中，流的自然变化反应在测量混合介电常数变化中；在许多流动条件下，WVF完全控制介电常数变化的变化程度，所以WVF的实际变化总是可以通过关联介电常数的变化来验证。

本发明基于运用混合物的介电常数统计变化的长期趋势(以下称为介电常数变化)，该混合物由气或油为主的烃类流体流构成，包括含量，结合测量的WFV长期趋势来提高WVF的测量准确性，并且确保没有任何形式的漂移影响测量。当烃类流体流动以气体或油为主时，将导致低混合介电常数，影响介电常数变化的因素完全由含水量决定。混合介电常数的长期变化或静态永久变化不会影响介电常数变化，从而将各种形式的长期漂移，烃类介电常数模型的不准确和混合介电常数的静态变化与实际WVF变化分开。

对于大多数常规湿气的应用，流动成分可以在几年之内保持几乎不变(稳定状态)，直到地层水水窜或者其它成分发生重大动态变化。通常调节总流量，压力和温度来实现优化生产，但是WVF在此期间保持稳定，因为它主要是来自由离开储层的水蒸气所饱和的气体的冷凝水。

在此期间，由于水的含量可能接近于0，以尽可能高的精度测量水体积分数至关重要。这也是测量最容易受到测量中任何形式漂移影响的期间，因此小的绝对误差构成了大的相对误差。混合介电常数任何形式的变化，可以由例如压力，温度或流体速度的改变导致，为了得到正确的WVF必须进行完美的补偿，对于使用混合介电常数测量方法为基础的试验是非常具有挑战性的。本发明的目的是在地层水水窜之前的稳定时期，水体积分数测量没有任何形式的漂移，以确保尽可能早的以高精度检测地层水水窜。

一些基于使用介电函数的统计变化的应用是已知的。他们与测量气体，油和水的多相流组成的介电常数变化技术有关，通常目的是通过各种特定的方法直接计算一种或多种成分的分数或比率，例如US2011290035，US5576974和GB2221042.

US2011290035描述了一种改进湿气流中的液体分数、WLR和流速的具体方法，该方法基于通过使用介电常数变化和经验得出的曲线来补偿从测得的混合物介电常数和混合物密度得出的水分数。这种方法的挑战在于，它依赖于接近完美的混合密度测量和经验校准曲线。众所周知，以伽马为基础的密度传感器会随着时间显著漂移，并且具有很高的密度不确定性，无法在湿气条件下区分水和油。水和油之间的密度对比太小(水为～1000kg/m^3，油为～750kg/m^3)，以至于当液体体积系数在0-2％区间内时，无法提供出随时间变化的各种水液比率。

US5576974描述了各种特定方法和方程式直接以与信号和经验因素有关的各种介电常数的介电常数变化为基础，推导气体分数，并且通过气体分数校正低气含水率监测仪中的水分数。

GB2221042A描述一种更通用的方法，用于映射各种探测器的电输出信号，其中包括绝对值和标准偏差，并且通过使用经验推导出来的校准图，将其映射到流速。

以上所述的所有解决方案直接计算一个或多个流动成分，其中一个或多个统计参数的水平作为方程的关键输入。直接测量的统计方法的通常挑战是，它们在很大程度上依赖于仅对专用电子设备，传感器类型，传感器尺寸，传感器位置，上游管道布置等有效的经验推导模型；将统计参数转换成能代入以物理为基础的既定方程式的通用参数是一个挑战。此外，对于包括水在内的烃类流，方法的范围因流体特定组合的模糊性而受到限制，并且建立统计代表性参数所需的时间通常比混合物介电常数方法长。

本发明结合了两种方法的优点，用于推导以气和油为主的烃类流中的WVF。基于混合介电常数方法，利用介电常数变化的长期趋势来检测和校正导出的WVF中的漂移，这消除了与混合介质介电常数绝对值有关的各种形式的漂移的挑战，同时使运用基于物理的通用和完善的方程式来计算WVF成为可能。对于统计变化参数和流动组成之间的关系，不再需要流量计和装置特定的经验模型，这是对已知统计方法的通常挑战；这种方法的关键输入是介电常数变化趋势本身的模式，并且这种模式与流量计的设计和安装无关。

本发明从介电常数变化中提取关键信息，用于无漂移WVF测量，并且不存在已知统计方法的缺点。通过评估介电常数变化趋势，可以表征漂移的来源，计算适当的校正，并向用户反馈已检测到的漂移类型和所做的校正。这完全符合多相和湿气流量计行业的关键趋势：摆脱占主导地位的黑盒策略，即摆脱基于各种无法确定的以经验为主的校正的测量输出。

本发明的另一个目的是能够在整个气体、油和水分数范围内，基于混合物介电常数以所需的工业精度测量WVF，无需根据气体分数在不同模式之间切换。本发明的目的是根据上述系统获得，其特征如所附权利要求中所述。

本发明的另一个目的是使流量计能够检测各种形式的漂移并向用户报告。

本发明的另一个目的是表征漂移的来源。

本发明的另一个目的是检测和校正WVF随压力或温度变化而漂移所导致的不准确的烃类介电常数模型系数。

本发明的另一个目的是减少或消除已安装流量测量仪定期维护的需要，包括定期校准。

本发明的另一个目的是提供更准确的自我诊断以及用户报告。

本发明的另一个目的是使流量计能够对各种形式的漂移进行自我补偿。

本发明的另一个目的是提供基于成熟物理学的显而易见的无漂移测量。

本发明通过使用统计变化的长期趋势来克服上述问题，而不是旨在直接基于可能从所述因素而变化的介电常数变化的水平或频谱来计算一种或多种组成成分。两种趋势之间的相关性用于确定WVF中可能的漂移，其两种趋势为监测数天、数月和数年的统计变化的长期趋势，以及基于混合介电常数的WVF的相应趋势。

然后，可以通过将WVF漂移趋势与流动条件相关的其他传感器输入相关联，通过各种模式识别技术来表征漂移，例如压力和温度，基于特征，可以计算并应用适当的校正。使用混合物介电常数的绝对测量值来计算WVF没有范围限制，即它可以用于整个水液和气体体积分数范围，但在气体和油主导的流动条件下，它对主烃相(气体或油)的介电常数的很小的不确定性非常敏感。本发明的目的是在油和气体为主的流动条件下，使用基于混合物介电常数的WVF测量方法来提供更准确和无漂移的测量。

统计介电常数变化趋势可以基于标准偏差、方差、偏度或者更高阶的统计特性，也基于由一个或多个参数表示的频谱信息。参数是根据具有统计代表性的移动时间序列数据计算的，通常在秒和分钟的范围内。

相同的移动时间序列数据通常用作混合物介电常数绝对值的基础，用来于计算WVF。混合物介电常数的实部和虚部的统计变化可以使用任何类型的介电常数传感器技术来测量，例如，微波测量使用谐振频率和Q-因子，微波传输技术跟踪由流动引起的振幅和相移，或者电容或电感技术测量流动的低频阻抗。

作为一个示例，本发明可以使用微波谐振器作为混合物介电常数的全截面测量的基础，其中混合物介电常数从谐振频率和谐振峰的Q因子导出。本发明的一个实施例中可以包含以下等式：

式1，使用谐振器测量的绝对混合介电常数，其中ε_混合＝混合介电常数，f_真空＝真空谐振频率，f_测量＝测量谐振频率：

式2，基于布鲁曼混合方程式的WVF-气或油主导的流动，其中ε_水＝水介电常数，ε_烃类＝混合物中烃类介电常数：

式3，烃类介电常数，其中ε_气＝气体介电常数，ε_油＝油介电常数，CGR＝凝析油或油气比。

ε_烃类＝function(ε_气，ε_油，CGR)

式4，气介电常数，通常是压力、温度和烃类成分的函数：

ε_气＝function(压力，温度，烃类成分)

式5，油介电常数，通常是压力(P)、温度(T)、烃类成分和频率的函数：

ε_油＝function(P，T，烃类成分，谐振频率)

式6，CGR＝凝析油或油气比，通常是压力(P)、温度(T)和烃类成分的函数：

CGR＝function(P，T，烃类成分)

式7，混合物介电常数变化参数是基于为具有统计代表性的时间序列或样品序列所计算的标准偏差，通常是在秒和分钟的范围内：

ε_{混合-变化-std}＝std(ε_混合的移动时间序列)

式8，混合物介电常数变化参数是基于为具有统计代表性的时间序列或样品序列所计算的偏度，通常是在秒和分钟的范围内：

ε_{混合-变化-skew}＝skewness(ε_混合的移动时间序列)

式9，混合物介电常数变化参数是基于为具有统计代表性的时间序列或样品序列，所计算的FFT(快速傅里叶变换)和一定频率范围内的变化，频率范围是从频率1，f1到频率2，f2。

附图说明

图1示出了用于根据本发明进行测量的测量系统。

图2示出了带有漂移检测和补偿的成分计算。

图3示出了介电常数发展评估过程的流程图(图2中的漂移检测和表征块)。

图4示出了漂移特征和校正顺序的示例的流程图。

图5示出了基于混合介电常数和混合介电常数变化的WVF的时间序列，测量的WVF增加，但混合介电常数变化参数显示没有变化；某种形式的漂移导致了WVF的明显增加。

图6示了在高气和高油主导流动条件下WVF有实际变化的时间段内；两个值的趋势相同。

图7示出了具有水下湿气流量计的真实现场示例，其中压力41的变化影响测量的WVF43，而混合物介电常数变化42保持稳定并没有受到压力变化的影响，直到2017年10月12日左右水窜前，这表明烃类介电常数模型系数不准确。

图8示出了与图7中相同的实际现场示例，其中WVF46是校正检测到的不准确的烃类介电常数模型系数后的结果。

图9示出了段塞多相流的示例，其中可以基于评估段塞之间具有低且稳定的混合物介电常数变化期间的趋势来检测测量的水体积分数的漂移。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作更详细的描述，通过实施例说明本发明：

如图1所示，所述测量系统包括具有混合物介电常数传感器2的管道1，与其他应用相关的多相仪器和传感器3以及处理单元4。基于所述混合介电常数和所述多相仪表输入，在4中进行成分计算；本发明的附加特征，通过检测和补偿各种形式的WVF测量漂移，来提高水体积分数测量的长期精度和鲁棒性。与所述应用相关的多相仪器和传感器通常包括用于测量压力、温度、密度和压差的传感器，用于计算质量流量。

2示出了在图1中的所述的处理单元4的成分计算部分的序列图，其中了本发明包括的部分放置在点画区域6内。基于来自传感器2，3和计算的混合物介电常数的直接传感器输入11，执行成分计算10。从混合介电常数10的绝对值导出的WVF值连同关于介电常数12、混合介电常数和所有其他传感器输入的统计信息一起，在预定义的时间段(时间段可长达数年)内以时间戳存储在数据库7或其他类型的存储中。混合介电常数和所有其他传感器输入都需要能够在周期内对结果进行后处理。所述漂移检测和特征算法8连续评估存储在数据库12中的历史WVF值和介电常数变化统计的趋势，以确定WVF是否稳定、是否已经改变或者是否发生了某种形式的漂移。如果检测到漂移，则可以计算适当的补偿9，或者可以触发警报，或弹出警告框向手动用户解释漂移，或两者都有。

图3进一步举例说明了图2的漂移检测和特征块8，这是本发明的核心部分。这个例子是湿气应用的典型例子，其中油对统计变化的影响可以忽略不计。如图所示，所述水体积分数的趋势总是可以通过所述混合物介电常数的统计变化中的相应和相关趋势来确认。

在所述特征块8中，WVF和介电常数变化的趋势在预定义的时间段13内进行评估。从方案顶部向下，导致得出以下表征:

14.WVF具有高置信度的增长23的特征是WVF增长和介电常数变化增加。

15.WVF具有高置信度的稳定性24的特征是稳定的WVF和稳定的介电常数变化。

16.WVF具有高置信度的下降25的特征是WVF下降和介电常数变化减少。

17.检测到的漂移26的特征是WVF增长和稳定的介电常数变化。

18.检测到的漂移26的特征是WVF增长和介电常数变化减少。

19.检测到的漂移26的特征是稳定的WVF和不断增加的介电常数变化。

20.检测到的漂移26的特征是稳定的WVF和介电常数变化减少。

21.检测到的漂移26的特征是WVF下降和介电常数变化增长。

22.检测到的漂移26的特征是WVF下降和稳定的介电常数变化。

图4举例说明了图3中的块“检测到的漂移-特征”26，其中可以使用模式识别来表征已经发生的漂移类型，并且计算漂移的校正。所述序列图从对检测到的漂移的评估27开始，并给出了漂移何时可以通过与各种流动条件参数的相关性来描述和校正的三个示例：

28.如果在WVF漂移与压力、温度、流速或混合密度趋势28之间没有发现相关性，则漂移可以表征为电子漂移，某种类型层的堆积，例如水垢或蜡、侵蚀或腐蚀29。在这种情况下，测量腔或信号源发生了变化，校正可能涉及校正微波校准系数30。

29.如果发现WVF漂移趋势与压力或温度趋势之间存在正相关或负相关31，则所述漂移可以表征为不准确的烃类介电常数模型系数32。可以通过迭代它们的值来校正系数，直到所评估期间相关性最小化33。

30.如果发现所述WVF漂移与测量的混合密度趋势之间存在正相关或负相关，并且在同一时期内与其他流动条件参数没有相关性34，则所述漂移可以表征为伽马密度传感器漂移35。伽马传感器可以通过迭代密度校准系数来校正，直到WVF漂移被补偿36。

图5举例说明了一种漂移情况，其中根据混合物介电常数计算的测得WVF 37在一段时间内增加然，而没有反映在混合物介电常数变化参数38的变化中。在气体或油占主导地位的流体混合物中，这种情况表明发生了某种形式的漂移，与测量腔的物理变化、电子漂移有关或与补偿变化条件的烃类物介电常数模型有关。

图6说明了如果流动由气体或油主导，WVF的实际增加如何影响基于所述混合物介电常数的测量所得的WVF 39和介电常数变化参数40。两者之间的相关趋势以高置信度证实了水体积分数在此期间实际上发生了变化

图7是来自一种可操作的海底湿气流量计的示例，该流量计在五个月的时间段内测量了WVF 43、压力41和混合物介电常数变化参数42。可以看出，混合物介电常数变化参数42稳定在一个水平，直到10月12日左右的水窜44，这表明了产水量稳定。在同一时期，可以看到，由混合介电常数推导出的实测WVF43有下降趋势，与所述压力41下降的模式密切相关。在该时间段内，气体介电常数模型系数不准确导致了这种气体介电常数的过度补偿。本发明中，通过分析长期存储的WVF和介电常数变化数据，可以由流量计本身检测和校正这种模型的不准确性，而无需人工干预和分析，或者如果优选，手动校正，触发流量计的漂移检测警告框或报警由漂移检测警告框或触发报警。

图8显示了与图7相同的数据，但是如图4所述，所述WVF46已经在整个周期中用迭代33找到的校正的烃类介电常数系数进行了后处理。因此，本发明既可以实时操作，也可以通过其他测量校正和调整预存数据。

图9说明了如何在更动态的流动条件下使用本发明的示例。通过检测混合物介电常数变化参数48处于相同水平49的重复周期，可以基于混合介电常数来评估测量的WVF47的趋势。在该示例中，所述WVF47在液体段塞49之间的富气时期增加，而在相同时期，混合物介电常数变化48保持在相同水平。这表明某种形式的漂移；例如，它可以指示蜡层或水垢层的堆积。可以运行的完整表征过程，如图4所示，可以确定对各种流动条件参数的潜在相关性或不相关性。

本发明在许多情况下不仅能够检测如图3中26所示的漂移，还可以通过评估所述WVF的趋势，和介电常数变化与发生漂移的期间其它传感器输入的趋势来表征漂移源。检测漂移的普遍先决条件是测量的WVF中的长期趋势，这不会反映在同一方向的介电常数变化趋势中，见图3，漂移的类型可分为三大类：

-烃类介电常数模型不准确，见式2：

ο气体介电常数：当压力或温度发生变化时，气体的密度会发生变化，因此气体的介电常数也会发生变化。如果计算的气体介电常数不准确，将影响从混合方程中得出的WVF，例如式2，不准确的气体介电常数的来源可能是不准确的烃类成分，不准确的气体介电常数模型、漂移压力、温度或混合密度传感器。图7给出了气体介电常数模型不准确的结果示例。

ο油介电常数：对于以油为主的烃类蒸汽，油介电常数在测量的混合物介电常数中占主导地位。如果油的介电常数模型不准确，它可能会随着温度或压力的变化而漂移，并影响来自混合方程(式2)的WVF。

οCGR：根据状态方程预测模型或者伽马密度计确定的混合密度及其液体体积分数，对凝析油或油与气的比进行不准确的预测或测量，将导致烃类的总介电常数存在误差。油和凝析油的介电常数高于气，如果在它们之间进行错误的拆分，将会导致混合方程式(式2)中的WVF出现错误。

-受影响测量腔，在使用微波腔谐振器测量介电常数的情况下。测量的谐振频率

是关于测量腔的机械设计、探测仪设计以及测量腔中材料和流体的介电常数的函数；因此，测量腔的任何几何变化，或存在气、油和水以外的任何其他物质都会影响导出的混合物介电常数。可以归入此类的漂移形式可能是：

ο各种形式的层，例如蜡和水垢。以气或油为主的烃类流中，在壁上堆积的层的结果取决于层的介电常数。该层的介电常数通常高于气体的介电常数，并且会导致对湿气流中WVF的高估。

ο侵蚀会改变腔体或探测仪的机械结构。

ο腐蚀会改变机械结构和金属特性。

ο物体撞击传感器腔引起的几何变形。

-电子漂移。所有形式的混合介电常数测量都依赖于检测介质对电或电磁信号的影响。如果电子设备或电磁信号源本身发生漂移，它将在不同程度上影响测量的混合物介电常数及其WVF，具体取决于所使用的传感器技术。一些例子是：

ο信号电平漂移

ο信号相位漂移

ο信号频率漂移

ο信号源阻抗漂移

ο信号负载阻抗漂移

ο伽马密度计漂移

-漂移源的特征取决于所使用的介电常数传感器的类型，但可能包括以下评估：可以通过分析预设时段内的WVF趋势和介电常数变化趋势来检测烃类模型的不准确性，以判断其与同一时期内压力和温度的发展是否存在正相关或负相关。从图7中可以看出，WVF趋势43和压力趋势41之间的相关性很强，这强烈表明烃类介电常数模型不准确。流量计本身可以使用这个周期和数据库中包含的所有原始数据对整个周期的WVF进行后处理，并自我调整烃类模型，直到基于混合物介电常数的测量的WVF具有像介电常数变化参数表明的它应该有的平缓趋势。

-在很多情况中，影响测量探测腔的来源是可以表征的:

ο任何形式的层堆积或材料侵蚀最终都会导致一种dP读数和WVF测量值的趋势。

ο谐振器的腐蚀或其他金属表面反应可能会导致测量的Q因子出现一致趋势，因为Q因子依赖于谐振腔金属表面的电导率。

-虽然与烃类介电常数不准确和测量腔变化相关的漂移通常可以通过检测与其他传感器输入趋势的相关性来表征，但电子漂移可以在许多情况下表征，因为该影响与任何其他传感器输出的变化不相关。

上述表征方法是本发明使用某种形式的模式识别的各种实施例的示例。

总而言之，本发明涉及一种用于测量管道中混合流体流，尤其是湿气和干气烃类流体流的水体积分数(WVF)的系统和相关方法。用于计算和存储基于介电常数的WVF和在预定时间段内所述流体混合物的介电常数的统计变化的计算单元。需要注意的是，这种情况下的介电常数也与复合介电常数有关，包括静态介电常数和电导率信息。

该系统还包括分析单元，用于通过比较和分析计算的WVF的发展，与所述时间段内介电常数的统计变化，来检测计算的WVF中的漂移。基于检测到的漂移，确定计算的WVF的发展是否反映在介电常数统计变化的相应变化中。比较和分析将提供一种方法来确定漂移是由WVF的实际变化引起的，还是可能由基于测量和计算变化的可能解释列表中其他原因引起。

WVF可以从混合物的测量介电常数、烃类流体的预测介电常数、基于烃类组成的油和气的比以及某种形式的已知混合方程导出。混合物的密度，例如使用伽马密度计测量的密度，可以作为方程方式的附加输入，以计算油和气的比，而不是基于烃类成分的预测。

混合物介电常数和介电常数变化可以从几种不同的测量中导出，例如从流中存在的微波传感器中的至少一个谐振频率或者Q-因子导出，或者混合介电常数和介电常数变化可以从微波传输传感器导出。

还可以从电容式介电常数传感器、电感式传感器或电导率传感器导出混合物介电常数和介电常数变化，即测量混合物电导率，其中混合物介电常数的虚拟部分和虚拟部分的变化，用测量混合物电导率和电导率变化的电导率传感器来测量。优选地，通过测量混合介电常数和介电常数变化来表示，该变化由使用具有至少一个发射天线和至少一个接收天线的微波传输传感器的功率和相移，或者来自测量微波开放式同轴探针传感器反射的相位和功率转换。

混合物介电常数和介电常数变化测量可以在建立在管道的整个横截面或部分截面的测量腔中进行，例如壁，弯头或管道装置的盲三通。用于混合物介电常数和介电常数变化的测量腔是位于管道内部或外部的常规的机械结构限定的腔，并且位于流体样本可以流过的地方。

如果使用混合物电导率和电导率变化，它们可以通过测量微波开放式同轴探针传感器反射的相位和功率转换得出。

如果水含量在流动中占主导地位，增加的介电常数变化趋势可以解释为与烃类的增长分数相对应，例如在连续水流中的含水量或多相流量计。

本发明的系统包括用于存储所述测量的介电常数的计算机存储器，在这种情况下，计算单元和分析单元适用于计算、存储、比较和分析存储在所述计算机存储器中的数据集中的变化，从而确定测量后的预存数据集中的漂移，而不是实时漂移。

Claims (16)

1.一种测量管道中混合流体流的水体积分数(WVF)的系统，特别是湿气和干气烃类流体流，所述系统包括：测量单元，用于测量所述流体混合物的介电常数；计算单元，用于计算和存储基于电介质介电常数WVF和在预定时间段内所述流体混合物的电介质介电常数的统计变化，

该所述系统还包括分析单元，用于通过比较和分析计算的WVF的发展和所述时间段内介电常数的统计变化，来检测计算的WVF中的漂移；基于检测到的漂移判断计算的WVF的发展是否反映在介电常数统计变化的相应变化中；

并且，基于所述比较和分析，判断漂移是否是由WVF的实际变化引起。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述WVF可以从混合物的测量介电常数、烃类流体的预测介电常数、基于烃类组成的油和气之间预测的比，以及已知混合方程导出。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述混合物的密度可以作为附加输入添加到方程中，以计算油和气的比，而不是基于烃类成分的预测。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数和介电常数变化是用微波谐振器的现有谐振中的至少一个的谐振频率和Q因数来测量的。

5.根据权利要求1所述，其特征在于，所述混合物的介电常数和介电常数变化是用微波传输传感器测量的。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数和介电常数变化是用电容性介电常数传感器测量的。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数和介电常数变化是用电感传感器测量的。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数的虚部和所述虚部的变化是用电导传感器测量的，所述电导传感器是测量混合物电导率和所述电导率的变化。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数和介电常数变化是通过使用至少一个发射天线和至少一个接收天线的微波传输传感器的功率和相移测量而得。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数和介电常数变化通过测量微波开放式同轴探针传感器反射的相位和功率转换来测量。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的混合物介电常数和介电常数变化在测量腔中测量，其中，所述腔包括管道的整个横截面。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数和介电常数变化在测量腔中测量，其中，所述腔包含管道的部分截面，例如管道壁，弯头或管道装置的盲三通。

13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物介电常数和介电常数变化在测量腔中测量，其中，所述腔是常规的机械结构限定的腔，作为管道的一部分，流体样本可以流过所述腔。

14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合物的介电常数的虚拟部分和混合物介电常数虚拟部分的变化可以通过测量微波开放式同轴探针传感器反射的相位和功率转换来测量。

15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，以水含量为主的流，介电常数变化趋势的增长对应于烃类分数的增长，例如连续水流中的含水量和多相流量计。

16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括用于存储所述测量的介电常数的计算机储存器，所述计算单元和分析单元适用于计算、存储、比较和分析存储在所述计算机存储器中的数据集中的变化，从而确定预存数据集中的漂移。

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